[发明专利]沉降式自蔓延硅氮化物反应器

说明书

一种沉降式自蔓延硅氮化物反应器，其中包括炉体、固料入口、气体入口和出料口，固料入口开设于炉体上部，以引导含硅固料进入炉体内，其中，固料入口上配置有脉冲气动组件，通过脉冲气动方式推进含硅固料进入炉体；气体入口开设于炉体侧部，配置为通入氮气后在炉体内以与含硅固料形成自蔓延反应，反应区域对应为在炉体内的反应区；出料口开设于炉体底部，配置为输出经自蔓延反应后的硅氮化物。本发明的反应器内进行的为自蔓延反应，无需设置加热件对炉体进行加热，可以节省能源。

技术领域

本发明涉及氮化物制备领域，进一步涉及一种沉降式自蔓延硅氮化物反应器。

背景技术

硅氮化物(含硅和氮的化合物)作为陶瓷，在工业上应用广泛。例如，氮化硅，其具有多种优良性能，耐磨损、自润滑、高温抗氧化等，可以用来制备耐高温部件，传热部件，耐磨损材料等等。

自蔓延技术是利用化学反应自身放热合成材料的一种方式，由于通过化学反应自身放热就能延续反应进行，不用外热源即可持续反应，因而受到产业界的青睐。

沉降式反应炉(沉降炉)作为一种反应器，其使粉状物料在下降过程中与气体完成部分反应，下降至堆积区完成最终反应。堆积物料形成的料堆，经冷却段冷却，定期从底部出料，出料过程料堆考自重下降。

现有技术的硅氮化物的制备反应器主要为密闭反应器，有些需要在高压状态进行，耗费能源且不安全；有些需要进行加热反应，同样会带来能源消耗；且现有的反应器制备产量和纯度均不高，亟需整体性设备的改进以提高产量和降低能耗。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种沉降式自蔓延硅氮化物反应器，以至少部分解决上述的技术问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供一种沉降式自蔓延硅氮化物反应器，其中包括：

炉体；

固料入口，开设于炉体上部，以引导含硅固料进入炉体内，其中，所述固料入口上配置有脉冲气动组件，通过脉冲气动方式推进含硅固料进入炉体；

气体入口，开设于炉体侧部，配置为通入氮气后在炉体内以与所述含硅固料形成自蔓延反应，反应区域对应为在炉体内的反应区；

出料口，开设于炉体底部，配置为输出经自蔓延反应后的硅氮化物。

在进一步的实施方案中，炉体包括炉盖，所述固料入口穿过该炉盖后进入炉体内。

在进一步的实施方案中，脉冲气动组件包括控制固料进入的第一阀门，控制动力气体进入的第二阀门，以及电性控制该第一阀门和第二阀门开启或关闭的控制器。

在进一步的实施方案中，控制器配置为提供脉冲式电流间断性开启或关闭第一阀门和第二阀门。

在进一步的实施方案中，炉盖开设有可开闭通孔，以供操作人员观察炉体内部反应状况。

在进一步的实施方案中，通孔均匀分布于以炉盖中心为圆心的一圆环上。

在进一步的实施方案中，反应器还包括：传送带，设置于出料口下方，用于承接出料口输出的硅氮化物并传送。

在进一步的实施方案中，炉体位于反应区的内壁上设置有耐火保温隔热层。

在进一步的实施方案中，反应器还包括冷却单元，气位于所述炉体下部，环绕炉体设置，以冷却炉体内的硅氮化物。

(三)有益效果

本发明的沉降式自蔓延硅氮化物反应器通过设置沉降式反应器，可以提高硅氮化物的反应效率；